Ремонт и замена цилиндрово-поршневой и кривошипно-шатунной части пад

Одной из основных причин, вызывающих повреждения КЭ, деталей, узлов, ПАД является изнашивание.

Изнашивание обусловлено преобладающим влиянием тре­ния скольжения при высоких температурах, ограниченной смазке, больших возвратно-поступательно движущихся и вращающихся массах.

Особенности технологического процесса ремонта КЭ связаны с восстановлением цилиндрово-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма ПАД.

На их долю приходится подавляющее (до 70%) повреждений. Из­носу при трении подвержены рабочие поверхности гильзы, направляющих втулок клапанов, поршней, поршневых пальцев и колец, клапанных пружин, на­конечников тяг, фасок клапанов газораспределения.

Высокотемпературное агрес­сивное воздействие газов вызы­вает газовую коррозию на зерка­ле цилиндров, на поверхностях донышка клапанов газораспре­деления, днище поршней. Под действием высокой температуры происходит вы­горание сферической поверхности головки цилиндра, фасок седла и клапана выпуска, его штока и направляющей втулки. Темпера­турные деформации приводят к короблению и выпучиванию гриб­ка клапана выпуска, крышек клапанных коробок. Штоки кла­панов подвержены ползучести. Усталостные трещины появляются на фланце крепления цилиндров у отверстий и на ребрах головки цилиндра.

На деталях кривошипно-шатунного механизма износ при тре­нии      проявляется в виде овальности и конусности кри­вошипной шейки коленчатого вала, наклепа на шлицах, в проу­шинах под переднюю и заднюю части, во втулках противовесов. На главных и прицепных шатунах появляется наклеп и риски в отверстиях под пальцы прицепных шатунов, на посадочных по­верхностях пальцев.

На втулке главного шатуна наблюдается сползание свинцово-индиевого и медного покрытия. Усталостные трещины развивают­ся на шлицах коленчатого вала, втулке главного шатуна. Струк­турные изменения из-за перегрева кривошипной шейки и щеки вала определяются по цветам побежалости. Коррозия на нерабо­чих поверхностях шатунов, поверхностях коленчатого вала вызы­вается действием газов и смазывающих масел.

Из других повреждений можно выделить усталостное выкрашивание дорожек и тел качения подшипников, рабочей поверхности кулачковых шайб, наконечников тяг, толкателей, зубчатых колес, шлицев, наклеп на стыках соединения и фланцах картера, трещи­ны на теле картера и резьбовой части стяжного болта.

К технологическим особенностям ремонта ПАД относятся: про­стота технологических мероприятий по обеспечению балансировки ротора (уравновешенность обеспечивается подбором поршней по массе, а шатунов – по массам поршневой и кривошипной голо­вок), большой объем работ, связанных с восстановлением деталей по сравнению с узловой обработкой (в узле обрабатываются ра­бочие поверхности коренных шеек при восстановлении хромирова­нием, направляющих втулок клапанов и седел при замене, поса­дочные и рабочие поверхности втулок картеров); большая трудо­емкость механической обработки – шлифования, хонингования, притирки (это – связано с необходимостью устранения поверхност­ных повреждений практически на каждом цилиндре, шатуне, коленча­том валу); значительный объем работ по очистке деталей и про­качке маслоканалов из-за повышенного нагарообразования и от­ложений кокса.

Технологические стадии, этапы и фазы ремонта ПАД и ГТД принципиально не отличаются. Наиболее специфические элементы технологических процессов выполняются при ремонте цилиндров, поршней и главных шатунов.

В ТТ на цилиндр установлены: размеры, отклонения от пра­вильной формы по трем поясам гильзы, двум поясам направляю­щих втулок клапанов; посадки направляющих втулок и седел кла­панов; шероховатость рабочих поверхностей гильзы и втулок; пе­речень и характеристики повреждений, подлежащих устранению и служащих признаком отбраковки.

При ремонте цилиндра запиливаются ребра головки в случае обнаружений на них трещины или облома, зачищаются поверх­ностные повреждений на фланцах клапанных коробок, на зеркале гильзы цилиндра. Гильзы хонингуются для удаления рисок, коррозии, гофра (особенно в зоне деформационного суже­ния), погрешностей формы, наволакивания материала поршня.

Замена деталей и узловая обработка занимают заметное ме­сто в технологии восстановления цилиндра. Наиболее характерна замена чугунной направляющей клапана выпуска. Она производится при излишнем износе внутренней поверхности втулки. Удаляемую втулку зенкеруют до толщины стенок 0,2 – 0,7 мм, при которой остатки втулки легко выбиваются. Внутренняя поверхность вновь запрессованной втулки на том же станке разворачивается до получения заданных ТТ шероховатости и точности.

Фаски седел клапанов в случае износа, прогара, забоин, коррозии фрезеруются и шлифуются. Качество проверяется ка­либром, по краске- (на прилегание). При необходимости производится притирка клапана. При обработке фаски инструмент бази­руется по рабочей поверхности направляющей втулки, что обеспе­чивает соосность седла и направляющей. На заключительных эта­пах ремонта цилиндры с собранными клапанными механизмами испытываются на герметичность.

В ТТ на главный шатун ограничены: размеры, погрешности формы и -взаимное положение поверхностей втулок поршневой и кривошипной головок и отверстий под втулки, пальцы прицепных шатунов; шероховатость поверхностей.

При ремонте шатунов с их нерабочей поверхности полировкой устраняются поверхностные повреждения (коррозия, забоины), накле­п и риски в отверстиях под пальцы прицепных шатунов и под втулку кривошипной головки. Замене подлежат втулки кривошип­ной и поршневой головки, параметры которых выходят из ТТ. Обработка шатуна при замене втулки кривошипной головки явля­ется наиболее трудоемкой операцией узловой обработки. Для облегчения выпрессовки втулка предварительно растачивается. Проверяется состояние поверхности отверстия, мелкие повреждения полируются. При глубоком наклепе, надирах отверстие обраба­тывается шлифованием и хонингованием до ремонтного размера. По размеру обработанной поверхности подбирается новая втулка, обеспечивающая требуемый натяг. Для запрессовки шатун нагре­вается в горячем масле. После запрессовки втулка растачивается. Особенность рабочей поверхности втулки главного шатуна состо­ит в том, что она имеет специальный профиль – гиперболу. Этот профиль получают посредством копировального устройства, кото­рое является частью приспособления для расточки. На расточен­ную поверхность втулки наносится свинцово-индиевое покрытие. При контроле проверяется расстояние между осями и параллель­ность осей втулок главного шатуна, «скручивания» прицепного.

Ремонт коленчатого вала сводится к устранению поверхност­ных повреждений на его частях, замене и обработке втулок щек, про­тивовесов.

Каждый коленчатый вал подвергается статической балансиров­ке. Уравновешивание достигается вначале снятием металла с про­тивовесов, а после сборки вала – подбором заглушек шатунных шеек. Валы при ремонте проходят гидроиспытания.

Повреждениями поршней являются: прогар, раз­рушения, трещины, износ, деформация, задиры и коррозия. Мел­кие забоины и риски устраняются зачисткой шабером. Незначи­тельная коррозия на днище поршня устраняется подторцовкой на токарном станке или шабером с последующей полировкой. Порш­ни могут при ремонте подвергаться хромиро­ванию, азотированию. При износе канавок под поршневые кольца производится их проточка на токарном станке с последующей ус­тановкой колец с увеличенным, а иногда и ремонтным размером. Размеры колец увеличиваются цинкованием, меднением, хромиро­ванием с толщиной слоя до 0,06 мм. Но хромирование колец разрешается только при условии их установки не в хромированные, а азотированные цилиндры и при отсутствии хрома на цилиндрах. После ремонта поршни обязательно подбираются в комплекты по массе и времени наработки. Все поршни подвергаются для этого клеймению по наработке. Отклонение массы поршней в ком­плекте не должно превышать 10 г.

В эксплуатации на клапанах цилиндрово-поршневой группы могут появляться прогары фаски грибков или их коробления, тре­щины, коррозия; износ штоков или торцов; риски и забоины на фасках грибков; износ тарелок клапанов и т. д. Незначительные повреждения устраняются зачисткой и полировкой. При значительном износе шток хромируется. При ремонте шток шлифуется и полируется. Фаски клапанов шлифуются на станках, проверяются индикатором на биение и по краске на прилегание. Заключительной операцией ремонта каждого клапана является притирка грибка по седлу с помощью пасты на специальном стан­ке или вручную. Притирке подверга­ются и новые клапаны. Результаты притирки проверяются керосином на герметичность узлов клапанов в гнез­дах цилиндра, при этом просачивание керосина в течение 5 – 10 мин не до­пускается.